Das GPS-Tracking stellt den genauen Standort dar im Verhältnis zu anderen Daten auf der Seekarte z. B. Küstenlinien und Bojen. Ein Radargerät „malt“, was es in diesem Moment sieht, z. B. Verkehr und vorübergehende Hindernisse. Die Bedeutung beider Geräte liegt auf der Hand, so dass die Frage nicht lautet: „Brauche ich Radar?“, sondern vielmehr: „Ist Radar ein praktisches Navigationsgerät für die Art von Fliegen, die ich betreibe?“ Wenn Sie die Qualität der neuen, preiswerteren Produkte sehen, die für den heutigen Freizeitpiloten entwickelt wurden, werden Sie diese Frage vielleicht mit „Ja“ beantworten.
Ein Standard-Radargerät sendet schnelle Mikrowellen-Energieimpulse aus. Indem es sich während der Aussendung dreht, liefert es ein 360-Grad-Bild. Feste Objekte werden erkannt und auf einem Bildschirm positioniert, je nachdem, wie lange die Impulse für ihre Reflexion brauchen. Neuere „Breitband“-Radargeräte senden kontinuierliche „Wellen“ mit erhöhter Frequenz aus, die sich von der Kuppel wegbewegen, ein Ziel treffen und zum Empfänger zurückreflektiert werden. Der Unterschied zwischen der Frequenz der gesendeten und der reflektierten Welle bestimmt die Entfernung des Ziels.
Da die Erdoberfläche gekrümmt ist und Radarwellen sich in einer geraden Linie ausbreiten, bestimmen die Höhe der Radarantenne und die Höhe des Ziels, wie weit Ihr Radar sehen kann. Aus diesem Grund ist eine gute Antennenhöhe wichtig. Die Leistung des Geräts bestimmt seine Reichweite. Ein Zwei-Kilowatt-Radargerät kann zum Beispiel Objekte in einer Entfernung von 20 Meilen anzeigen, während ein Vier-Kilowatt-Gerät Objekte in einer Entfernung von 32 Meilen erreichen kann. Diese Entfernungen sind in der Regel für die meisten Segelsportaktivitäten ausreichend.
Die Breite der Radarwellen liegt im Allgemeinen zwischen einem Grad bei den leistungsstärkeren Geräten und sechs Grad bei den sparsameren. Wie zu erwarten, bieten schmalere Strahlen mit einem stärker fokussierten Impuls eine bessere Zielunterscheidung. Es gibt noch weitere hilfreiche Funktionen, auf die man bei den verschiedenen Marken achten sollte, z. B. die Möglichkeit, Zielebenen zu markieren und deren Richtung und Geschwindigkeit anzuzeigen. Die meisten neuen Radargeräte verfügen heute über eine fortschrittliche Software, die es Ihnen ermöglicht, Ihr Radargerät in einen vollautomatischen Modus zu versetzen, so dass neben den Standardfunktionen wie Alarmen und Entfernungseinstellungen keine ständigen Abstimmungen und Anpassungen erforderlich sind. Dank der verbesserten Empfindlichkeit dieser neuen Systeme lassen sich schwimmende Objekte und kleine Bojen deutlich erkennen. Eine weitere wichtige Entwicklung ist die Verringerung des Energiebedarfs im Vergleich zu älteren Radargeräten. Viele dieser Geräte verbrauchen jetzt weniger Strom als ein Mobiltelefon, wodurch die Gefahr einer Strahlenbelastung der Passagiere entfällt.
Aber auch bei den aktuellen Modellen kann es sein, dass Sie die „Bilder“ auf Ihrem Bildschirm anfangs nur schwer interpretieren können. Ich würde empfehlen, einen kurzen Kurs zu besuchen oder zumindest einige der YouTube-Videos zu diesem Thema anzusehen. Sobald Sie auf dem Wasser sind, sollten Sie Ihr neues Radargerät bei Tagesausflügen einschalten und vergleichen, was auf dem Bildschirm zu sehen ist und was Sie vor sich sehen. Auf diese Weise können Sie lernen, den Bildschirm zu interpretieren und Ihr Radar zu beherrschen.
Heutzutage bieten alle Elektronikhersteller fortschrittliche Radarsysteme zu Preisen an, die mit denen vergleichbar sind, die wir früher für einen GPS-Kartenplotter bezahlt haben. Das 40-Watt-Gerät Gmr 18 HD von Garmin wird für weniger als 2.000 Dollar verkauft. Navico, das weltweit größte Unternehmen für Schiffselektronik, bietet die Lowrance 3G- und 4G-Radarmodelle für Freizeitanwendungen mit einer Reichweite von bis zu 36 Seemeilen, hochauflösender Zielunterscheidung, sofortiger Aktivierung und ohne Strahlung an – ebenfalls zu erschwinglichen Preisen. Die Simrad-Abteilung bietet das Kombinations-Navigationsgerät „NSS“ mit allen genannten Funktionen und einem Touchscreen an, mit dem Sie aus einer Vielzahl von Informationssymbolen auswählen können, einschließlich Kartenplotter, Echolot und Radar, und das Symbol dann auf den Hauptbildschirm ziehen, um eine vollständige Ansicht zu erhalten. Raymarine hat ähnliche Produkte.
Mit dem heutigen effizienten und erschwinglichen Angebot an Radargeräten für Freizeitpiloten werden Sie immer mehr Radarantennen auf Runabouts und Mittelkonsolen sehen. Wenn Sie mehr in der Nacht fliegen, neue Ziele ansteuern oder einfach nur mehr Sicherheit beim Segeln haben möchten, ist es jetzt an der Zeit, sich nach einem Radarsystem umzusehen, das Ihren Anforderungen entspricht.
Die Leistung eines Radarsystems kann anhand der folgenden Kriterien beurteilt werden:
(1) die maximale Reichweite, bei der es ein Ziel einer bestimmten Größe sehen kann
(2) die Genauigkeit der Messung der Zielposition in Bezug auf Entfernung und Winkel
(3) seine Fähigkeit, ein Ziel von einem anderen zu unterscheiden
(4) seine Fähigkeit, das gewünschte Zielecho zu erkennen, auch wenn es durch große Störechos, unbeabsichtigte Störsignale von anderen „freundlichen“ Sendern oder absichtliche Strahlung von feindlichen Störsendern (wenn es sich um ein Militärradar handelt) verdeckt wird
(5) seine Fähigkeit, die Art des Ziels zu erkennen, und
(6) seine Verfügbarkeit (Fähigkeit, im Bedarfsfall zu arbeiten), Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit.
Einige der wichtigsten Faktoren, die die Leistung beeinflussen, werden in diesem Abschnitt behandelt.
Leistung des Senders und Größe der Antenne
Die maximale Reichweite eines Radarsystems hängt zu einem großen Teil von der durchschnittlichen Leistung des Senders und der Größe der Antenne ab. (In der Fachsprache nennt man dies das Leistungs-Apertur-Produkt.)
Für beide Faktoren gibt es praktische Grenzen. Wie bereits erwähnt, haben einige Radarsysteme eine durchschnittliche Leistung von etwa einem Megawatt. Phased-Array-Radargeräte mit einem Durchmesser von etwa 30 Metern (100 Fuß) sind keine Seltenheit; einige sind noch viel größer.
Es gibt spezialisierte Radargeräte mit (festen) Antennen, wie z. B. einige HF-Over-the-Horizon-Radargeräte und das US-amerikanische Weltraumüberwachungssystem (SPASUR), die eine Reichweite von mehr als 1,6 km (1 Meile) haben.
Empfangsrauschen
Die Empfindlichkeit eines Radarempfängers wird durch das unvermeidliche Rauschen bestimmt, das an seinem Eingang auftritt. Bei Mikrowellen-Radarfrequenzen wird das Rauschen, das die Erkennbarkeit einschränkt, in der Regel durch den Empfänger selbst erzeugt (d. h. durch die zufällige Bewegung von Elektronen am Eingang des Empfängers) und nicht durch externes Rauschen, das über die Antenne in den Empfänger gelangt.
Ein Radartechniker verwendet häufig einen Transistorverstärker als erste Stufe des Empfängers, obwohl ein geringeres Rauschen mit anspruchsvolleren (und komplexeren) Geräten erreicht werden kann.
Dies ist ein Beispiel für die Anwendung des grundlegenden technischen Prinzips, dass die „beste“ Leistung, die erzielt werden kann, nicht unbedingt die Lösung ist, die den Bedürfnissen des Benutzers am besten entspricht.
Der Empfänger ist darauf ausgelegt, die gewünschten Signale zu verstärken und das Rauschen und andere unerwünschte Signale, die die Erkennung stören, zu reduzieren. Der Konstrukteur versucht, die Erkennbarkeit schwacher Signale zu maximieren, indem er einen so genannten „angepassten Filter“ einsetzt, d. h. einen Filter, der das Signal-Rausch-Verhältnis am Empfängerausgang maximiert.
Der angepasste Filter hat eine präzise mathematische Formulierung, die von der Form des Eingangssignals und dem Charakter des Empfängerrauschens abhängt. Eine geeignete Annäherung an den angepassten Filter für das gewöhnliche Pulsradar ist jedoch ein Filter, dessen Bandbreite in Hertz dem Kehrwert der Pulsbreite in Sekunden entspricht.
Zielgröße
Die Größe eines Ziels, wie es vom Radar „gesehen“ wird, hat nicht immer etwas mit der physischen Größe des Objekts zu tun. Das Maß für die vom Radar beobachtete Zielgröße wird als Radarquerschnitt bezeichnet und in Flächeneinheiten (Quadratmeter) angegeben. Es ist möglich, dass sich zwei Ziele mit der gleichen physischen Querschnittsfläche in ihrer Radargröße bzw. ihrem Radarquerschnitt erheblich unterscheiden.
Eine flache Platte mit einer Fläche von 1 Quadratmeter hat zum Beispiel bei einer Frequenz von 3 GHz einen Radarquerschnitt von etwa 1.000 Quadratmetern, wenn sie senkrecht zur Oberfläche betrachtet wird.
Eine Kegelkugel (ein Objekt, das einer Eistüte ähnelt) könnte, wenn sie in Richtung des Kegels und nicht der Kugel betrachtet wird, einen Radarquerschnitt von etwa 0,001 Quadratmetern haben, obwohl ihre projizierte Fläche ebenfalls 1 Quadratmeter beträgt.
Theoretisch hat der Radarquerschnitt wenig mit der Größe des Kegels oder dem Kegelwinkel zu tun. So können die flache Platte und die Kegelkugel Radarquerschnitte haben, die sich um eine Million zu eins unterscheiden, obwohl ihre projizierten Flächen gleich groß sind.
Die Kugel ist insofern ein ungewöhnliches Ziel, als ihr Radarquerschnitt der gleiche ist wie ihre physikalische Querschnittsfläche (wenn ihr Umfang im Vergleich zur Radarwellenlänge groß ist). Das heißt, eine Kugel mit einer projizierten Fläche von 1 Quadratmeter hat einen Radarquerschnitt von 1 Quadratmeter.
Verkehrsflugzeuge können einen Radarquerschnitt von etwa 10 bis 100 Quadratmetern haben, außer wenn sie von der Breitseite betrachtet werden, wo der Querschnitt viel größer ist. Die meisten Flugsicherungsradare müssen Flugzeuge mit einem Radarquerschnitt von nur 2 Quadratmetern erkennen, da einige kleine Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt diesen Wert haben können.
Zum Vergleich: Der Radarquerschnitt eines Menschen wurde bei Mikrowellenfrequenzen mit etwa 1 Quadratmeter gemessen. Ein Vogel kann einen Querschnitt von 0,01 bis 0,001 Quadratmetern haben.
Obwohl dies ein kleiner Wert ist, kann ein Vogel mit einem Langstreckenradar leicht in einer Entfernung von mehreren zehn Kilometern entdeckt werden. Im Allgemeinen können viele Vögel vom Radar erfasst werden, so dass in der Regel besondere Maßnahmen ergriffen werden müssen, um sicherzustellen, dass ihre Echos die Erfassung der gewünschten Ziele nicht stören.
Der Radarquerschnitt eines Flugzeugs und der der meisten anderen Ziele von praktischem Interesse schwankt schnell, wenn sich der Aspekt des Ziels in Bezug auf das Radargerät ändert. Es ist nicht ungewöhnlich, dass eine geringfügige Änderung des Aspekts den Radarquerschnitt um einen Faktor 10 bis 1.000 verändert.
Störsignale
Echos von Land, Meer, Regen, Schnee, Hagel, Vögeln, Insekten, Polarlichtern und Meteoren sind für Umweltbeobachter und -forscher von Interesse, aber für diejenigen, die Flugzeuge, Schiffe, Raketen oder ähnliche Ziele aufspüren wollen, sind sie ein Ärgernis.
Störechos können die Leistungsfähigkeit eines Radarsystems ernsthaft einschränken; daher ist ein wesentlicher Teil der Radarkonstruktion der Minimierung der Auswirkungen von Störechos gewidmet, ohne dabei die Echos von gewünschten Zielen zu reduzieren.
Die Doppler-Frequenzverschiebung ist das übliche Mittel, mit dem bewegliche Ziele von den Störechos stationärer Objekte unterschieden werden.
Die Erkennung von Zielen bei Regen ist bei niedrigeren Frequenzen weniger problematisch, da das Radarecho von Regen mit abnehmender Frequenz schnell abnimmt und der durchschnittliche Wirkungsquerschnitt von Flugzeugen im Mikrowellenbereich relativ unabhängig von der Frequenz ist.
Da Regentropfen mehr oder weniger kugelförmig (symmetrisch) und Flugzeuge asymmetrisch sind, kann die Verwendung von zirkularer Polarisation die Erkennung von Flugzeugen im Regen verbessern. Bei zirkularer Polarisation rotiert das elektrische Feld mit der Radarfrequenz.
Dadurch wird die elektromagnetische Energie, die vom Regen und dem Flugzeug reflektiert wird, unterschiedlich beeinflusst, was die Unterscheidung zwischen den beiden erleichtert. (Bei schönem Wetter verwenden die meisten Radargeräte eine lineare Polarisation, d. h. die Richtung des elektrischen Feldes ist fest.)
Atmosphärische Effekte
Wie bereits erwähnt, können Regen und andere Niederschläge Echosignale verursachen, die die gewünschten Zielechos verdecken. Es gibt noch weitere atmosphärische Phänomene, die die Radarleistung beeinträchtigen können.
Die mit zunehmender Höhe abnehmende Dichte der Erdatmosphäre führt dazu, dass die Radarwellen bei ihrer Ausbreitung durch die Atmosphäre gebeugt werden. Dadurch erhöht sich in der Regel der Erfassungsbereich bei niedrigen Winkeln in geringem Maße.
Die Atmosphäre kann „Kanäle“ bilden, die die Radarenergie einfangen und um die Erdkrümmung herumleiten, so dass sie auch in Entfernungen jenseits des normalen Horizonts erfasst werden können. Die Bildung von Kanälen über Wasser ist in tropischen Klimazonen wahrscheinlicher als in kälteren Regionen. Ducts können manchmal die Reichweite eines Radargeräts in der Luft vergrößern, aber in anderen Fällen können sie dazu führen, dass die Radarenergie abgelenkt wird und Regionen unterhalb der Ducts nicht beleuchtet werden.
Dies führt zur Bildung von so genannten Radarlöchern in der Abdeckung. Da sie weder vorhersehbar noch zuverlässig sind, können sie in manchen Fällen eher lästig als hilfreich sein.
Der Verlust von Radarenergie durch atmosphärische Absorption, wenn die Ausbreitung durch die klare Atmosphäre oder Regen erfolgt, ist bei den meisten Systemen, die auf Mikrowellenfrequenzen arbeiten, in der Regel gering.
Interferenzen
Signale von benachbarten Radargeräten und anderen Sendern können stark genug sein, um in einen Radarempfänger einzudringen und Störsignale zu erzeugen. Gut geschulte Bediener werden durch Interferenzen nicht oft getäuscht, obwohl sie sie als störend empfinden können.
Interferenzen können jedoch von automatischen Erkennungs- und Verfolgungssystemen nicht so leicht ignoriert werden. Daher ist in der Regel eine Methode erforderlich, um Interferenzimpulse zu erkennen und zu entfernen, bevor sie in den automatischen Detektor und Tracker eines Radars gelangen.
Der Zweck feindlicher elektronischer Gegenmaßnahmen (ECM) besteht darin, die Wirksamkeit militärischer Radargeräte gezielt zu beeinträchtigen. ECM kann bestehen aus
(1) Störsignale, die über die Antenne in den Empfänger gelangen und den Rauschpegel am Eingang des Empfängers erhöhen
(2) Falschzielgenerierung oder Repeater-Jamming, bei dem feindliche Störsender zusätzliche Signale in den Radarempfänger einspeisen, um den Empfänger zu verwirren und ihn glauben zu machen, es handele sich um echte Zielechos
(3) Düppel (chaff), eine künstliche Wolke, die aus einer großen Anzahl winziger metallischer Reflexionsstreifen besteht, die starke Echos über ein großes Gebiet erzeugen, um das Vorhandensein echter Zielechos zu verdecken oder Verwirrung zu stiften, und
(4) Täuschkörper, d. h. kleine, kostengünstige Luftfahrzeuge oder andere Objekte, die dem Radar als echte Ziele erscheinen sollen. Militärische Radargeräte sind auch direkten Angriffen durch konventionelle Waffen oder durch Antistrahlungsraketen (ARMs) ausgesetzt, die Radarübertragungen nutzen, um das Ziel zu finden und es anzuvisieren.
Ein Maß für die Wirksamkeit des militärischen Radars sind die großen Summen, die für Maßnahmen der elektronischen Kriegsführung, ARMs und Tarnkappenflugzeuge ausgegeben werden.
Militärische Radaringenieure haben verschiedene Methoden entwickelt, um feindlicher ECM entgegenzuwirken und die Fähigkeit eines Radarsystems, seinen Auftrag zu erfüllen, zu erhalten. Es sei darauf hingewiesen, dass ein militärisches Radarsystem seinen Auftrag oft zufriedenstellend erfüllen kann, obwohl seine Leistung bei Vorhandensein von ECM nicht so ist, wie sie wäre, wenn solche Maßnahmen nicht vorhanden wären.
Die Radartechnologie ist in der heutigen Luftfahrtwelt von großer Bedeutung. Vor allem in der Luftfahrt wird Radar für die Flugverkehrskontrolle und Navigation eingesetzt. Heute verbessern Wetterradare die Sicherheit in der Luftfahrt und erhöhen die betriebliche Effizienz der gesamten Luftverkehrsbranche.
Im Folgenden erhalten Sie einen ausführlichen Einblick in die Radartechnik und was sie für viele Anwendungen so effektiv macht.
Was ist Radar?
Radar ist ein Akronym für Radio Detecting And Ranging. Es wurde ursprünglich während des Zweiten Weltkriegs entwickelt und eingeführt.
Radar kann sich auf elektronische Geräte beziehen, die das Vorhandensein von Objekten mit Hilfe von reflektierter elektromagnetischer Energie erkennen. Elektromagnetische Energie bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit durch die Luft, etwa mit Lichtgeschwindigkeit (300000 km/s). Diese konstante Geschwindigkeit ermöglicht die Bestimmung der Entfernung zwischen den reflektierenden Objekten und dem Radarstandort durch Messung der Laufzeit der ausgesendeten Impulse.
Unter bestimmten Bedingungen kann ein Radarsystem die Richtung, Höhe, Entfernung, den Kurs und die Geschwindigkeit dieser Objekte messen.
Die Frequenz der für das Radar verwendeten elektromagnetischen Energie bleibt von der Dunkelheit unbeeinflusst und dringt auch in Nebel und Wolken ein. So können Radarsysteme die Position von Flugzeugen, Schiffen oder anderen Hindernissen bestimmen, die für das bloße Auge aufgrund von Entfernung, Dunkelheit oder Wetter nicht sichtbar sind.
Radar funktioniert nach demselben Prinzip wie ein Echo. In der Natur ist ein hervorragendes Beispiel für dieses Echoprinzip die Fähigkeit von Fledermäusen, mit wenig Sehvermögen zu navigieren, indem sie die reflektierten Echos ihrer Rufe nutzen, um die Position von Hindernissen zu bestimmen.
In seiner einfachsten Form trifft die von einem Radarsystem abgestrahlte elektromagnetische Energie auf ein reflektierendes Objekt (das so genannte Ziel) und wird als Echo an einen Empfänger zurückgesendet.
Grundlegendes Radarsystem
Sender – Der Sender erzeugt die zu sendende Funkwelle und moduliert sie, um die Impulsfolge zu bilden.
Antenne – Die Antenne nimmt den Radarimpuls vom Sender auf und gibt ihn in die Luft ab.
Empfänger – Die Empfänger verstärken und demodulieren die empfangenen HF-Signale. Der Empfänger gibt am Ausgang Videosignale aus.
Duplexer – Dies ist ein Schalter, der abwechselnd den Sender oder den Empfänger mit der Antenne verbindet. Sein Zweck ist es, den Empfänger vor der hohen Ausgangsleistung des Senders zu schützen. Während der Übertragung eines ausgehenden Impulses wird der Duplexer für die Dauer des Impulses auf den Sender ausgerichtet. Nachdem der Impuls gesendet wurde, richtet der Duplexer die Antenne auf den Empfänger aus. Wenn der nächste Impuls gesendet wird, wird der Duplexer wieder auf den Sender ausgerichtet. Ein Duplexer ist nicht erforderlich, wenn die Sendeleistung gering ist.
Stromversorgung – Die Stromversorgung liefert die elektrische Energie für alle Komponenten.
Anzeigegerät – Die Hauptfunktion des Anzeigegeräts ist die leicht verständliche visuelle Anzeige der Entfernungen und Peilungen der Radarziele, von denen Echos empfangen werden.
Arten von Radarsystemen
Es gibt zwei Arten von Radarsystemen – Primär- und Sekundärradar. Beide beruhen auf einem Impuls von Radioenergie, der ein Ziel treffen soll.
Wie alle Luftübertragungssysteme arbeitet auch das Radar mit Funkwellen. Das Frequenzspektrum ist breit gefächert und weist in jedem der Frequenzbänder unterschiedliche Eigenschaften auf. Radarsysteme arbeiten im und oberhalb des L-Bandes, d.h. über 1.000 MHz.
PRIMÄRRADAR
Das Primärradar beruht auf Reflexionen oder Echos, die vom Ziel zurück zum Sender gelangen. Es misst dann die Zeit, die vom Aussenden des Impulses bis zu seiner Rückkehr vergeht. Die Richtung des gesendeten Signals gibt die Peilung des Ziels an, während die gemessene Zeitdifferenz die Entfernung angibt, da die Geschwindigkeit der Funkwellen eine bekannte Konstante ist.
Das Primärradar nutzt das Prinzip der HF-Impulstechnik (Hochfrequenz), um die Entfernung und Peilung eines Ziels zu bestimmen. Ein Sender sendet ein Bündel von Impulsen aus, die von allen Objekten, die sich im Pfad der Impulse befinden, reflektiert und gestreut werden. Die reflektierte Energie, die von der Antenne (normalerweise ein Teil der Sendeantenne) zurückgeworfen wird, wird verarbeitet und an eine Kathodenstrahlröhre gesendet.
Primärradar hat viele Verwendungszwecke. In der zivilen Luftfahrt hat Primärradar vier Verwendungszwecke:
Zur Erkennung ungünstiger Wetterbedingungen während des Fluges, d. h. als Wetterradar.
Bei geringer Leistung zur Messung der Entfernung eines Flugzeugs über dem Gelände, d. h. als Funkhöhenmesser.
Bei geringer Leistung auch zur Messung der Höhe eines Flugzeugs über dem Gelände, jedoch unter Verwendung frequenzmodulierter Trägerwellen (FMCW), d. h. als Funkhöhenmesser, Doppler-Navigation.
WETTERRADAR
Ein Wetterradarsystem in Flugzeugen wird eingesetzt, um zu erkennen, ob Ziele (Wolken), die in irgendeiner Form Feuchtigkeit aufweisen. Gebiete mit hoher Feuchtigkeit oder Niederschlagsmenge sind in der Regel mit Turbulenzen verbunden, so dass der Flug durch diese Gebiete nach Möglichkeit vermieden werden sollte. Dies ist durch das Wetterradarsystem möglich.
Ein gepulster Strahl wird von der Antenne ausgesandt, und die Wolken reflektieren einige der Strahlen zurück. Diese zurückgeworfenen Strahlen werden auf einem Farbdisplay als Teil des EHSI angezeigt. Die Farben zeigen die Dichte der Wolke an.
FUNKHÖHENMESSER
Das Funkhöhenmessersystem (RA) misst die vertikale Entfernung des Flugzeugs zum Boden. Die Funkhöhe wird im Flugraum auf den Anzeigeeinheiten (DU) angezeigt. Die Funkhöhe wird mit der Empfänger-Sender-Einheit berechnet, indem das gesendete Signal mit dem empfangenen Signal verglichen wird.
Die Empfänger-Sender-Einheit sendet ein Funksignal aus und empfängt dann das vom Boden reflektierte HF-Signal, um die Höhe des Flugzeugs zu bestimmen.
Die Flugbesatzung und andere Flugzeugsysteme nutzen die Höhendaten im Tiefflug, beim Anflug und bei der Landung. Normalerweise hat dieses System einen Bereich von -12 bis 2500 Fuß.
DOPPLER-NAVIGATION
Die Dopplernavigation ist ein eigenständiges Flugzeugnavigationssystem. Diese Art der Navigation wird hauptsächlich in Drehflüglern eingesetzt. Einige Jahre lang wurde sie auch in Starrflüglern eingesetzt, bevor sie durch die GPS-Navigation (Global Positioning System) ersetzt wurde.
SEKUNDÄRRADAR
Das Sekundärradar arbeitet anders, da es reflektierte Impulse oder Echos vollständig ignoriert. Im Allgemeinen beruht das Sekundärradar darauf, dass das gesendete Signal einen Transponder (auf dem Ziel) aktiviert, der auf das Signal antwortet, indem er Daten an den Sender zurücksendet.
Primärradarsysteme arbeiten nach dem Prinzip eines passiven Echos vom Ziel. Sekundärradarsysteme arbeiten nicht nach dem Echoprinzip, sondern nutzen den Empfang eines Radarimpulses am Zielobjekt, d.h. Flugzeug oder Bodenstation, um eine Impulsantwort von einem Sender im Ziel auszulösen.
Sekundärradar kann über eine größere Reichweite als Primärradar eingesetzt werden, und aus dem ausgelösten Rückimpuls können Informationen über das Zielobjekt gewonnen werden.
Beim Sekundärradar wird das zurückgesendete Signal auf zwei Arten genutzt.
SSR – Sekundäres Überwachungsradar
DME – Entfernungsmessgerät
1. Sekundäres Überwachungsradar (SSR)
Eine Reihe von Impulsen, die von einer Bodenstation gesendet werden, werden vom Flugzeug empfangen und dekodiert. Das Flugzeug decodiert diese Impulse und nutzt sie, um eine Antwort von einem seiner Bordsysteme auszulösen, das Antwortimpulse auf einer anderen, aber benachbarten Frequenz sendet. Das Bodenradar empfängt das Antwortsignal und bestimmt die Entfernung und Richtung des Flugzeugs auf ähnliche Weise wie das Primärradar. In diesem Fall wird die Bodenstation als Sekundärüberwachungsradar (SSR) bezeichnet.
2. Entfernungsmessgerät (DME)
Das System der Entfernungsmessgeräte (DME) dient der Entfernungsmessung zwischen dem Flugzeug und der Bodenstation im Schrägbereich (Sichtlinie).
Beim DME-System ist das Abfragegerät, der so genannte „Interrogator“, im Flugzeug installiert, und das am Boden befindliche Ziel wird als „Transponder“ oder „Bodenbake“ bezeichnet.
DME wurde von der ICAO als Funkhilfe für die Kurz- und Mittelstreckennavigation genormt. Es handelt sich um eine sekundäre Radarart, die es mehreren Flugzeugen ermöglicht, gleichzeitig ihre Entfernung zu einem Bodenfunkfeuer zu messen. Die Entfernung wird durch Messung der Ausbreitung und Verzögerung eines HF-Impulses bestimmt, der vom Flugzeugsender ausgesendet und nach dem Empfang von der Bodenstation auf einer anderen Frequenz zurückgesendet wird.
Primärradar vs. Sekundärradar
Die Hauptunterschiede zwischen Primär- und Sekundärradarsystemen sind:
Im Gegensatz zum Primärradar erfordert das Sekundärradar die aktive Mitarbeit eines anderen Systems (Transponder).
Die Informationen des Sekundärradars werden in Form einer Gruppe von Impulsen und nicht durch einen einzelnen Impuls ausgetauscht.
Sekundärradar erfordert einen Sender und einen Empfänger – einen am Boden und einen im Flugzeug – es sei denn, es handelt sich um ein Flugzeug-zu-Flugzeug-System.
Wie kommt es, dass Düsenflugzeuge bei fast allen Wetterbedingungen zuverlässig fliegen? Leistung und Ausrüstung sind zwei wichtige Gründe.
NEXRAD
Das Radar der nächsten Generation misst Niederschlag und Wind. Das Radar sendet einen Energiestoß aus, und wenn er auf ein Objekt (Regentropfen, Schneeflocke) trifft, werden die Radarwellen gestreut. Ein Teil der gestreuten Energie wird zum Radar zurückgelenkt. Die Bewegung von Objekten auf das Radar zu oder von ihm weg gibt Aufschluss über die Windgeschwindigkeit.
Die Leistung eines Düsenflugzeugs ermöglicht es ihm beispielsweise, schnell durch Vereisungsschichten aufzusteigen, so dass vereiste Düsenflugzeuge nur selten vorkommen. Selbst vereiste Jets verfügen über zuverlässige Möglichkeiten, die Vereisung in Form von beheizten Oberflächen wie Vorderkanten, Triebwerkseinlässen, Windschutzscheiben usw. abzubauen. Ein weiterer großer Vorteil von Jets ist das Wetterradar zur Vermeidung von Unwettern.
Wetterradar gibt es schon seit Jahrzehnten, und seit den 1970er Jahren wurde es so weit miniaturisiert, dass es auch in größeren Leichtflugzeugen der allgemeinen Luftfahrt eingesetzt werden kann. Es liefert ein Echtzeitbild des Wetters. Nexrad-Bilder, die per Datenverbindung an die Anzeigen im Cockpit übertragen werden können, stellen eine neuere Technologie dar, die zwar vorteilhaft ist, aber eine potenziell gefährliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Aufnahme des Bildes und dem Zeitpunkt, zu dem es verarbeitet wird und die Instrumententafel erreicht, aufweist. Der Nexrad-Datenlink ist zwar ein großartiges Instrument, eignet sich aber nicht, um Gewitter aus nächster Nähe zu beobachten. Radar ist das Mittel der Wahl, aber auch es hat seine Grenzen.
Es ist klug, das Wetterradar als Wasserdetektor zu betrachten. Es zeigt nur Niederschlag an, und flüssiger Niederschlag wird am effektivsten reflektiert. Gefrorener Niederschlag wie Schnee und Eis/Hagel wird möglicherweise gar nicht angezeigt. Radar verwendet einen Empfänger/Sender. Er sendet einen Energiestrahl aus, der zu einem Empfänger zurückreflektiert wird. Dieser wird in ein Bild auf einem Bildschirm übersetzt. Radar zeigt Land an, aber keine Gewässer. Aber habe ich nicht gerade gesagt, dass Radar ein Wasserdetektor ist? Land reflektiert Energie zurück zum Empfänger, während Wasserflächen die gesendete Energie ins Unendliche abprallen lassen. Wasserflächen werden als leeres Signal angezeigt.
Es ist klug, das Wetterradar als einen Wasserdetektor zu betrachten. Es malt nur Niederschlag, und flüssiger Niederschlag reflektiert am effektivsten.
Die Neigungssteuerung ist der Schlüssel zum Betrieb des Radars. Die meisten modernen Radargeräte verfügen über eine automatische Neigungsfunktion, aber es gibt Zeiten, in denen Sie die automatische Neigung nicht nutzen möchten. Diejenigen, die ältere Radargeräte besitzen, haben keine andere Wahl, als die Neigungsfunktion manuell zu bedienen. Die Neigungsfunktion richtet den Radarstrahl nach oben oder unten, um den Niederschlag zu analysieren. Das funktioniert auch am Boden. Machen Sie sich Sorgen wegen der Dunkelheit am Ende der Landebahn? Richten Sie Ihre Nase darauf, neigen Sie den Strahl nach oben und werfen Sie einen Blick darauf.
Die Größe der Radarschüssel ist entscheidend dafür, wie gut das System funktioniert. Während GA-Flugzeuge eine Schüssel von der Größe eines Esstellers haben, kann die Nase eines Verkehrsflugzeugs eine Radarschüssel von der Größe eines Esstisches aufnehmen. Je größer die Schüssel ist, desto mehr Energie kann sie senden und empfangen. Dies führt zu einer besseren Erkennung und einer besseren Reichweite und ist ein Grund, warum Verkehrsflugzeuge viel besser in der Lage sind, Gewitter zu umfliegen. Das Radar in der Boeing 737, die ich fliege, kann zuverlässig das Wetter in einer Entfernung von 200 Seemeilen oder mehr anzeigen. In der Beechcraft Bonanza und der Cessna P210, die ich früher geflogen bin, war das kleine Radar, das in einer Halterung auf dem Flügel untergebracht war, je nach den Bedingungen nur bis zu einer Entfernung von etwa 40 nm zuverlässig. Leichte Twins, Turboprops und Geschäftsflugzeuge sind mit immer größeren Schüsseln ausgestattet, die Stürme besser aufspüren können.
Jedes Radargerät ist anfällig für eine Gefahr, die als Abschwächung oder Abschattung bekannt ist. Dies tritt auf, wenn die Energie des Radars von näher gelegenen Wettern absorbiert wird, wodurch Stürme, die weiter entfernt liegen, effektiv abgeschattet werden. Die Abschattung wird als Ursache dafür angesehen, dass mehrere Flugzeuge in Gewitter hineinflogen und nicht wieder herauskamen. Ich erinnere an den Absturz der Southern Airways 242 im Jahr 1977. Bei diesem Absturz wurden die Piloten durch einen Radarschatten in den schlimmsten Teil des Gewitters gelockt, wobei Regen und Hagel so stark waren, dass beide Triebwerke der DC-9 ausfielen, was zu einer Notlandung mit vielen Todesopfern führte.
Bei der Analyse von Unwettern ist es oft am besten, in die Ferne zu schweifen, um sich ein genaues Bild von dem zu machen, was man vor sich hat. Wenn Sie einen Sturm in 40 Meilen Entfernung in der 50-nm-Entfernungseinstellung betrachten, vergessen Sie nicht, in die 100-nm-Entfernungseinstellung zu gehen, um zu sehen, was dahinter liegt – dort könnte eine potenzielle Falle lauern. Sichelförmige oder gefiederte Zellränder könnten auf Abschattungen hindeuten. Seien Sie also vorsichtig und ziehen Sie andere Quellen heran, um ein vollständigeres Bild zu erhalten, oder fragen Sie die Flugsicherung.
Oft können auch Pilotenberichte von anderen Flugzeugen ein besseres Bild vermitteln. Ich erinnere mich, wie ich vor Jahren auf einen Flughafen in Südflorida flog, auf dem ein großer, fetter roter Fleck direkt im Anflug geparkt war. Er sah hässlich aus, aber wir sahen keine Blitze. Wir hatten keinen Blitzdetektor wie z. B. ein Stormscope an Bord. Ich bat den Fluglotsen, einen Pirep des vorausfliegenden Flugzeugs einzuholen, der zurückmeldete, dass es sich um eine starke Regenzelle ohne Konvektion handelte – bis jetzt. Sein Bericht war korrekt, und wir bekamen eine kostenlose Mückenwäsche.
Wie bei so vielen Dingen in der Luftfahrt kommt es darauf an, die Grenzen des eigenen Flugzeugs und seiner Ausrüstung zu erkennen. Nur weil Ihre leichte Twin über Radar, Blitzortung und ein Sirius/XM-WX-System auf King-Kong-Niveau verfügt, heißt das nicht, dass Sie das Wetter so herausfordern können wie ein Verkehrsflugzeug. Selbst mit dem besten Radar werden auch die Profis verheizt.
Das bordseitige Wetterradar ist eines der wichtigsten Geräte in einem Flugzeug, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Piloten nutzen das Radar, um konvektives Wetter in der Flugroute zu erkennen und zu bewerten. Anhand dieser Einschätzung kann dann das Ausweichmanöver geplant werden, bevor das Flugzeug auf sie trifft.
Wie funktioniert das Wetterradar?
Das luftgestützte Wetterradar besteht aus folgenden Komponenten:
einem Sender
einem Empfänger
einer Antenne
der Steuerung und Anzeige im Cockpit.
Die Antenne des Wetterradars wird mit Hilfe von Trägheitsdaten, die von den Trägheitsreferenzeinheiten des Flugzeugs gesendet werden, in ihrer Lage stabilisiert. Das bedeutet, dass die Antennenposition unabhängig von der Bewegung des Flugzeugs statisch bleibt. Dies gewährleistet ein einwandfreies Radarbild für die Piloten.
Das Wetterradar in Flugzeugen ist in der Regel in der Bugspitze untergebracht.
Das Radar funktioniert nach dem Echoprinzip. Der Radarsender erzeugt ein Signal, das von den Wassertröpfchen in den Wolken reflektiert wird. Die reflektierten Signale werden dann vom Empfänger aufgefangen und verarbeitet, um den Piloten die Wetteranzeige zu liefern. Das Signal besteht aus einem schmalen Funkstrahl mit einer Breite von etwa 3 Grad.
Die Strahlenbreite muss so schmal wie möglich sein, da breitere Strahlen dazu führen können, dass das Radar das Wetter falsch interpretiert. Dies liegt daran, dass breitere Strahlen die Wirksamkeit des Radars in der Ferne verringern. Die Piloten müssen das Wetter weit im Voraus kennen, damit sie ihre Ausweichmanöver planen können. Bei einem breiten Strahl kann das Radar zwei getrennte konvektive Wolken als eine interpretieren, bis das Flugzeug den Wolken zu nahe kommt.
Die Verwendung engerer Strahlen ist daher unerlässlich. Engere Strahlen erfordern jedoch eine große Antenne. Dies ist nicht sehr praktisch, da die Größe der Antenne, die von Flugzeugen mitgeführt werden kann, begrenzt ist. Die gute Nachricht ist, dass es eine andere Möglichkeit gibt, die Strahlenbreite zu verringern: die Verwendung von Wellen mit einer kürzeren Wellenlänge. Daher arbeitet das Radar mit einer deutlich höheren Frequenz von etwa 9375 MHz. Daraus ergibt sich eine Wellenlänge von etwa 0,032 m oder 3,2 cm. Sie wird mit Hilfe der Wellengleichung wie folgt berechnet:
Lambda (Wellenlänge) = 300 m / 9375 MHz
= 0,032 m/ 3,2 cm
Diese Wellenlänge entspricht auch ungefähr dem Durchmesser eines großen Wassertropfens. Mit der Frequenz und der Wellenlänge ist also eine sehr genaue Wetterinterpretation möglich.
Wie die Strahlenbreite die Radardarstellung beeinflusst.
Bei breiteren Strahlen können zwei getrennte Wolken vom Wetterradar als eine einzige Einheit erkannt werden. Bild: Oxford ATPL
Wetterradaranzeige und Bedienelemente
Das Wetter wird dem Piloten auf dem Navigationsdisplay im Cockpit angezeigt. In älteren Flugzeugen hat das Wetterradar ein eigenes Display.
Die meisten modernen Wetterradargeräte haben Farbdisplays. Die Farben richten sich nach der Intensität der Niederschläge in einer Wetterzelle. Die Farbcodes lauten wie folgt:
SCHWARZ – Weniger als 0,7 mm/Std. (sehr geringe bis keine Rückflüsse)
GRÜN – 0,7 bis 4 mm/Std. (leichte Regenfälle)
GELB – 4 bis 12 mm/Std. (mittlere Rückflüsse)
ROT – Mehr als 12 bis 15 mm/Std. (starker Rückfluss)
MAGENTA – Mehr als 50 mm/Std.
Prinzip des Wetterradars
Die Radaranzeige ist je nach Intensität des Niederschlags farblich gekennzeichnet.
Der Pilot kann das Wetterradar über verschiedene Eingabeoptionen auf dem Wetterradar-Bedienfeld steuern. Eine der wichtigsten dieser Steuerungen ist die Radarneigung. Die Radarneigung ist der Winkel zwischen dem Radarstrahl und dem Horizont. Wie bereits erwähnt, wird das Radar nicht durch die Nick-, Gier- und Rollbewegungen des Flugzeugs beeinflusst, es sei denn, der Pilot spielt mit der Neigungssteuerung.
Die Neigung muss vom Piloten so eingestellt werden, dass das Radar immer auf den konvektivsten Teil der Gewitterzelle gerichtet ist. Im Steigflug wird die Neigung des Radars aus diesem Grund abgesenkt und im Sinkflug schrittweise erhöht. Bei einer Reiseflughöhe von etwa 35.000 Fuß befindet sich die Radarneigung etwa -1,50 Grad unter dem Horizont.
Dadurch kann das Radar die unteren Bereiche der Wolken betrachten, in denen die meisten konvektiven Wetterlagen auftreten. Ist die Neigung des Radars bei Flügen in großen Höhen zu hoch, kann es nur die oberen Teile der Zelle erfassen, die hauptsächlich aus schwer zu erkennenden Eiskristallen bestehen. Dies könnte den Piloten einen falschen Eindruck vom bevorstehenden Wetter vermitteln.
Einstellung der Radarneigung
Die Neigung des Radars muss so eingestellt werden, dass der konvektivste Teil der Zelle erfasst wird.
Der nächste verfügbare Regler ist der Verstärkungsregler. Dies ist ein wichtiges Hilfsmittel, das von Piloten bei der Wetteranalyse eingesetzt werden kann. Wenn die Verstärkung des Radars erhöht wird, wird die Farbkalibrierung des Wetterradars so angepasst, dass das Wetter stärker erscheint. Die Verstärkung kann verwendet werden, um eine Zelle zu beurteilen, die weit vom Flugzeug entfernt ist.
Wenn das Wetter jedoch in der Nähe ist und es stark regnet, kann eine erhöhte Verstärkung die Wetteranzeige übersättigen. Daher sollte diese Funktion nur für die Untersuchung von entferntem Wetter verwendet werden.
Die Bedienung des Wetterradars ist in den Händen eines sachkundigen Piloten stark verbessert. Um das Verhalten von Gewitterzellen zu verstehen und die Radarsteuerung effektiv zu nutzen, ist ein gewisses Maß an Wissen erforderlich.
Eine der größten Täuschungen des Wetterradars ist der so genannte Abschwächungseffekt. Dieser tritt auf, wenn starker Regen (der stark reflektiert) das dahinter liegende konvektive Wetter blockiert. Dies kann dazu führen, dass die Piloten ein falsches Bild von den vorausliegenden Bedingungen erhalten, da das Radar das verborgene Wetter möglicherweise nicht erkennen kann. Dies ist auch als Sturmschatteneffekt bekannt.
Im Jahr 2002 musste eine Boeing 737 der Garuda Indonesia nach einem Flammabriss zweier Triebwerke auf dem Wasser landen. Die Ursache des Flammenausbruchs war das Eindringen von starkem Regen und Hagel in die Triebwerke. Die anschließende Untersuchung ergab, dass die Piloten aufgrund der Radarabschwächung unwissentlich in ein Gebiet mit starker Konvektion eingedrungen waren. Es stellte sich heraus, dass die Fluggesellschaft ihre Piloten nicht formell im Umgang mit dem Wetterradar geschult hatte.
Aufgrund des Dämpfungseffekts ist es niemals empfehlenswert, eine Gewitterzelle zu durchfahren, auch wenn das Ende der Zelle auf dem Radarbild keine Anzeichen starker Konvektion zeigt. Einige Radargeräte verfügen über eine Funktion namens Rain Echo Attenuation Compensation Technique (REACT). REACT kann eine Abschwächung erkennen, indem es die Intensität der Signale misst und die Bereiche hervorhebt, in denen das interpretierte Wetter zweifelhaft ist.
Wie nutzen Piloten das Wetterradar, um Gewitterzellen zu vermeiden?
In erster Linie wird das Wetter mit Hilfe des Radars und seiner Kontrollfunktionen erfasst. Dann wird die Wetterradaranzeige analysiert, um den größten Konvektionsbereich zu finden. Ein rotes oder magentafarbenes Ziel wird beispielsweise als Gebiet mit dem höchsten Risiko angesehen. Sobald die Analysephase abgeschlossen ist, kann die eigentliche Ausweichbewegung beginnen. Es wird dringend empfohlen, das Ausweichmanöver so schnell wie möglich einzuleiten. Sobald sich das Wetter im Bereich von 80 NM befindet, muss entschieden werden, wo und in welche Richtung das Ausweichmanöver erfolgen soll.
Als allgemeine Regel gilt, dass das Wetter immer mindestens 20 NM vom Bereich der größten Gefahr seitlich umgangen werden muss. Es wird auch empfohlen, auf die windzugewandte Seite der Zelle auszuweichen, da das Wetter dazu neigt, sich mit dem Wind zu bewegen. Bei einer Abweichung nach Lee könnte das Wetter das Flugzeug einholen, so dass eine noch größere Abweichung erforderlich wird.
Von vertikalen Ausweichmanövern, bei denen versucht wird, an der Wetterlage „hochzuklettern“, wird dringend abgeraten. Einer der Gründe dafür ist, dass Düsenflugzeuge in großen Höhen nahe an ihren Buffeträndern für niedrige und hohe Geschwindigkeiten liegen und in ihrer Leistung begrenzt sind. Unter solchen Bedingungen ist es keine gute Idee, in Turbulenzen zu geraten, da die Gefahr eines Kontrollverlusts besteht.
Der andere Grund ist, dass die Wolken in großen Höhen sehr unberechenbar und mächtig sind. Es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, dass sich nur eine sehr konvektive Wolke in einer Höhe von über 30.000 Fuß halten kann. Die Wolke könnte sich vertikal so schnell aufbauen, dass sie das Flugzeug verschlingen könnte, bevor es aus ihr aufsteigen kann.
Vielleicht haben Sie schon einmal von dem berüchtigten Code 7500 gehört, den Flugzeuge bei einer Flugzeugentführung übermitteln und der in Filmen und Fernsehsendungen häufig vorkommt, aber was bedeuten solche Squawk-Codes eigentlich und warum werden sie verwendet? Im Folgenden werden wir einen Blick auf ihre Geschichte und einige gängige Squawk-Codes werfen, die in der Luftfahrtgemeinde bekannt geworden sind.
Was sind Squawk-Codes?
Squawk-Codes werden von der Flugverkehrskontrolle (ATC) verwendet, um Flugzeuge während des Fluges zu identifizieren. Es handelt sich um eindeutige vierstellige Zahlen, die von 0000 bis 7777 reichen; einige davon sind feste Werte, die für bestimmte Szenarien stehen (siehe unten), andere werden von der Flugsicherung nach dem Zufallsprinzip generiert. In den Anfängen der kommerziellen Luftfahrt wurde die Position eines Flugzeugs mit Hilfe von Radar verfolgt, und die Flugzeuge wurden als anonyme Punkte auf dem Radarbildschirm der Flugsicherung angezeigt. Mit zunehmender Beliebtheit des Luftverkehrs und der zunehmenden Überfüllung des Luftraums wurde diese Methode jedoch unwirksam und sogar gefährlich, da es zu viele Flugzeuge gab und ein Mittel zur Unterscheidung der einzelnen Flugzeuge erforderlich war.
An dieser Stelle kamen die Squawk-Codes ins Spiel. Es gibt 4096 einzigartige Kombinationen, mit denen sich Flugzeuge identifizieren können. Wenn ein Flugzeug in den Luftraum einer Flugverkehrskontrolle einfliegt, generiert die Flugverkehrskontrolle einen Squawk-Code für das Flugzeug und fordert den Piloten über Funk auf, diesen in den Transponder des Flugzeugs einzugeben. Der Transponder des Flugzeugs sendet diesen Code dann kontinuierlich an die ATC zurück, und der Squawk-Code wird neben dem Punkt des Flugzeugs auf dem Tracking-Bildschirm angezeigt.
Den Piloten wird von der Flugsicherung ein Squawk-Code zugewiesen, bevor sie diesen in den Transponder eingeben.
Berühmte Squawk-Codes
Neben den Codes zur Identifizierung von Flugzeugen gibt es drei Squawk-Codes, die nicht zufällig generiert werden und zur Kommunikation mit der Flugverkehrskontrolle ohne Spracheingabe dienen. Sie werden in der Regel in Notfällen verwendet und funktionieren, indem die Piloten ihren Squawk-Code abweichend von dem ihnen zugewiesenen Code ändern, um der Flugverkehrskontrolle zu signalisieren, was an Bord vor sich geht. Diese speziellen Codes werden von der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) standardisiert, so dass ein Notfallcode in Denver dasselbe bedeutet wie in Delhi.
Der erste dieser Codes ist der Code 7500, der „unrechtmäßige Eingriffe“ signalisiert, was gemeinhin als Entführung bezeichnet wird. Dies ist eine Situation, in der Squawking besonders nützlich ist, da es den Piloten ermöglicht, die Flugsicherung diskret zu kontaktieren. Was nach der Übermittlung dieses Codes geschieht, ist unterschiedlich, aber normalerweise werden die Sicherheitskräfte eingeschaltet. Der in Film und Fernsehen dargestellte Vorgang ist eine Eskorte durch Militärflugzeuge, aber es gibt auch andere Vorgänge, wie z. B. das Warten der Behörden bei der Ankunft.
Das Quäken des Codes 7500 bedeutet, dass ein Flugzeug entführt wurde, und kann dazu führen, dass ein Flugzeug von Militärkräften eskortiert wird.
Kann jetzt nicht reden, tut mir leid
Der zweite Emergency Squawk Code ist 7600 und zeigt der ATC an, dass das Flugzeug die verbale Kommunikation verloren hat. Dies kann bedeuten, dass das Flugzeug die ATC noch hören kann, aber nicht antwortet. In diesem Fall weist die ATC den Piloten an, mit ihr über die Ident-Taste zu sprechen. Dabei handelt es sich um eine kleine Taste auf dem Transponder, die das Flugzeug auf dem Bildschirm des Fluglotsen aufblinken lässt und somit als Mittel der nonverbalen Kommunikation genutzt werden kann. Interessanterweise können Piloten, die die Flugverkehrskontrolle nicht hören oder nicht mit ihr sprechen können, wenn sie sich in der Nähe des Flughafens befinden, oft durch Lichter mit dem Flugzeug kommunizieren. Diese kommen von einer Lichtkanone auf dem Tower, wo die Flugverkehrskontrolle ein Flugzeug mit Lichtern in den Farben rot, grün oder weiß anstrahlt, um verschiedene Dinge zu signalisieren, wenn das Flugzeug die Kommunikation verloren hat. Diese Lichtsignale haben unterschiedliche Bedeutungen, je nachdem, ob sich das Flugzeug am Boden oder in der Luft befindet, und ihre Werte werden den Piloten in der Ausbildung vermittelt.
Generell gilt
Der letzte Notfallcode, der gequäkt werden kann, ist 7700, der für allgemeine Notfälle verwendet werden kann. Ein Flugzeug kann sogar direkt aufgefordert werden, 7700 zu squawken, nachdem es mündlich mit der Flugverkehrskontrolle gesprochen hat, damit diese es erkennen und ihm Vorrang vor anderen geben kann. Der Squawk 7700 gibt dem Piloten die Verantwortung, im Grunde alles zu tun, um die Sicherheit der Personen an Bord zu gewährleisten, unabhängig von den Vorschriften. Mit dem Squawking 7700 werden auch alle Flugsicherungen in der Umgebung über die Situation des Fluges informiert.
Das luftgestützte Wetterradar ist ein hervorragendes Hilfsmittel für Flugzeuge, um gefährliche Wolken, wie z.B. Cbs, zu vermeiden. Es wurde erfunden und entwickelt, um die Position aktiver und signifikanter Wolkenzellen und deren Intensität zu ermitteln und dem Piloten Informationen zu deren Vermeidung zu liefern. Damit Piloten das Wetterradar jedoch erfolgreich nutzen können, um sich aus Schwierigkeiten herauszuhalten, müssen sie gut verstehen, wie das Wetterradar funktioniert, wie man die Technologie einsetzt und wie man die Informationen und Anzeigen interpretiert.
Wie funktioniert es?
Wetterradar funktioniert nach dem Prinzip, Radiowellen auszusenden und die Energie der zurückkehrenden Radiowellen sowie die Zeit zu messen, die sie für die Rückkehr benötigen. Das Reflexionsvermögen von Wasserteilchen hängt von der Größe, der Konzentration und der Zusammensetzung des Niederschlags ab. Je größer die Größe des Wassertropfens und die Intensität, desto größer ist das Reflexionsvermögen. Je „feuchter“ der Niederschlag ist, desto größer ist das Reflexionsvermögen. Es ist zu beachten, dass das Frequenzband der Funkwellen (X-Band) so gewählt ist, dass es keine Wolken, kleinen Niederschläge wie Nieselregen, Nebel oder Wind erkennen kann, da die Tröpfchen zu klein sind oder gar nicht existieren. Auch Windscherungen oder Turbulenzen in der Luft können nicht erkannt werden, da die Niederschläge nicht vorhanden sind, es sei denn, es handelt sich um einen Microburst.
Wege zur Vermeidung von Problemen
Cb in Neuseeland können sich leicht bis zur Flugfläche 250 oder 25000 Fuß erstrecken (oder im Spätsommer in der Gegend von Auckland sogar noch höher). Frontale Cbs bilden sich normalerweise in einer Linie. Sie weichen oft aus. Konvektive Cbs hingegen sind willkürlich verteilt und ständig in Bewegung und Veränderung. Außerdem bewegen sich Gewitter wahrscheinlich in dieselbe Richtung wie der im Wetterbericht angegebene Wind in 10.000 Fuß Höhe.
Halten Sie so viel Abstand wie möglich zwischen Flugzeug und aktiven Cb-Zellen. Als grober Richtwert sollten 20 NM seitlich und 5000 Fuß vertikal ausreichen, um das Risiko schwerer Turbulenzen zu vermeiden.
Vermeiden Sie rote und magentafarbene Bereiche, da diese Farben für sehr intensive Niederschlagsgebiete und Turbulenzen im Zusammenhang mit Cbs stehen.
Bestimmen Sie einen ausreichenden Steuerkurswechsel, der dem Flugzeug genügend Raum lässt, um eine Cb in einem sicheren seitlichen Abstand zu umgehen. Manchmal kann es möglich sein, über eine Cb zu steigen, aber dies hängt von der Situation und anderen Betriebsfaktoren ab.
Lenken Sie das Flugzeug auf die windzugewandte Seite einer Cb um, da sich neue Zellen oft auf der windabgewandten Seite eines Gewitters bilden und auch in windabgewandten Wirbeln Turbulenzen auftreten können.
Die Piloten müssen die Informationen auf der Anzeige interpretieren, um einen Hinweis auf die bestehende Gefahr zu erhalten. Bei der Interpretation sollten die Piloten die folgenden Faktoren in Betracht ziehen:
Schwarzes Loch: Wenn sich innerhalb der aktiven Zellen ein schwarzes Loch befindet, ist zu beachten, dass das Signal durch die aktiven Zellen abgeschwächt wurde, so dass das Rücksignal zu schwach ist, um gesehen zu werden. Der Pilot sollte die schwarzen Löcher als potenzielle Gefahrenquellen betrachten.
Wettervorhersage: Der Gefrierpunkt und die Wettervorhersage für das Gebiet, in dem der Flug stattfinden soll, helfen dem Piloten, die Farben der Anzeige auf das erwartete Wetter abzustimmen. Beispielsweise würde bei einem Flug unterhalb des Gefrierpunkts ein großer grüner Bereich auf dem Display eine stratiforme Wolke und leichten bis mäßigen Regen anzeigen, der keine Gefahr darstellt. Der Pilot könnte dann mit der Wettervorhersage vergleichen, um die Interpretation zu bestätigen. Bei Flügen über dem Gefrierpunkt hingegen könnte ein grüner Bereich möglicherweise eine aktive Zelle und trockenen Hagel anzeigen – eine eindeutige Gefahr. Dies könnte manchmal aufgrund der schlechten Reflektivität schwer zu erkennen sein.
Form: Die folgenden Formen sind gute Anzeichen für gefährliches Wetter:
1. nahe beieinander liegende Bereiche unterschiedlicher Farbe sind ein guter Hinweis auf starke Turbulenzen
2. die Formen Finger, Haken, U-Form und gezackte Ränder sind gute Anzeichen für starken vertikalen Zug und damit für schweren Hagel
3.schnell wechselnde Formen zeigen instabiles Wetter an
Wetterradar-Kontrollen
Für die Bedienung des Wetterradargeräts stehen dem Piloten in der Regel vier Hauptbedienelemente zur Verfügung.
1. Neigung der Antenne
Die Kenntnis der korrekten Antennenneigung führt zu einer optimalen Erfassung und Visualisierung von bedeutendem Wetter. Die Wetterinformationen, die auf dem Display angezeigt werden, müssen sich nicht unbedingt vor dem Flugzeug oder auf Flughöhe befinden. Die Informationen auf dem Display zeigen jedoch die vom Radarstrahl abgeschnittenen Signale an. Die Piloten müssen den Winkel zwischen dem Zentrum des Strahls und dem Horizont bestimmen und einstellen, um nützliche Informationen auf dem Display zu erhalten.
2. Anzeigebereich
Die meisten Wetterradargeräte haben eine maximale Reichweite von 200 nm. Piloten können die Reichweite anpassen, um die von ihnen benötigten Wetterinformationen zu erhalten. Wenn zum Beispiel ein signifikantes Wetter festgestellt wird, sollten Piloten die maximale Reichweite auf 80 nm oder weniger einstellen, um diese bestimmte Zelle zu vermeiden und nur zu überwachen. Gibt es hingegen mehr als eine aktive Zelle, sollten sowohl ein höherer als auch ein niedrigerer Bereich eingestellt werden, um ein „Gesamtbild“ der Situation zu erhalten.
3. Verstärkungskontrolle
Durch Ändern der Verstärkung wird die Empfindlichkeit des Radarempfängers eingestellt. Durch Auswahl von manuell und Verringern der Verstärkung wird:
die relative Intensität zwischen zwei Zellen anzeigen
die Aufmerksamkeit auf die stärkeren, also turbulenteren Zellen lenken
aktive Zellen in starkem Regen aus stratiformer Wolke lokalisieren können
die Bereiche mit schwarzen Löchern reduzieren, wenn sie aktive Zellen enthalten
4. Radar-Modus
Nur-Wetter-Modus (WX)
Wetter + Turbulenz-Modus (WX+T): Die Gebiete mit starken Turbulenzen werden auf dem Display in Magenta angezeigt. Im Modus „Nur Wetter“ wurden diese Gebiete bisher in grün angezeigt.
